JP2022180935A - Solid-state battery and manufacturing method of solid-state battery - Google Patents
Solid-state battery and manufacturing method of solid-state battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022180935A JP2022180935A JP2021087701A JP2021087701A JP2022180935A JP 2022180935 A JP2022180935 A JP 2022180935A JP 2021087701 A JP2021087701 A JP 2021087701A JP 2021087701 A JP2021087701 A JP 2021087701A JP 2022180935 A JP2022180935 A JP 2022180935A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode plate
- bipolar electrode
- solid
- solid electrolyte
- bipolar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 52
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 77
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 28
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 26
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 21
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 21
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 16
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 16
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 15
- 238000003475 lamination Methods 0.000 abstract description 13
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 27
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000009831 deintercalation Methods 0.000 description 2
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 2
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004424 Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004493 Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008088 Li-Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012820 LiCoO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006327 Li—Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019714 Nb2O3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005144 Ni5/10Co2/10Mn3/10 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- GLNWILHOFOBOFD-UHFFFAOYSA-N lithium sulfide Chemical compound [Li+].[Li+].[S-2] GLNWILHOFOBOFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021437 lithium-transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021384 soft carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 239000002203 sulfidic glass Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten(VI) oxide Inorganic materials O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
- H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
- H01M10/044—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment with bipolar electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
- H01M10/0418—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes with bipolar electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
- H01M10/0562—Solid materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/24—Alkaline accumulators
- H01M10/28—Construction or manufacture
- H01M10/281—Large cells or batteries with stacks of plate-like electrodes
- H01M10/282—Large cells or batteries with stacks of plate-like electrodes with bipolar electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0407—Methods of deposition of the material by coating on an electrolyte layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
- H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/028—Positive electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/029—Bipolar electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
本発明は、固体電池及び固体電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a solid state battery and a method for manufacturing a solid state battery.
従来、高エネルギー密度を有する二次電池として、リチウムイオン二次電池が幅広く普及している。リチウムイオン二次電池は、正極と負極との間にセパレータを存在させ、液体の電解質を充填した構造を有する。 Conventionally, lithium ion secondary batteries have been widely used as secondary batteries having high energy density. A lithium ion secondary battery has a structure in which a separator is present between a positive electrode and a negative electrode and filled with a liquid electrolyte.
リチウムイオン二次電池の電解液は、通常、可燃性の有機溶媒であるため、特に、熱に対する安全性が問題となる場合があった。そこで、有機系の液体の電解質に代えて、無機系の固体電解質を用いた固体電池が提案されている。例えば、正極層、負極層、並びに、正極層及び負極層の間に配置される固体電解質層を有する積層体を備える固体電池に関する技術が提案されている(特許文献1参照)。 Since the electrolytic solution of the lithium ion secondary battery is usually a combustible organic solvent, there have been cases where the safety against heat has become a problem. Therefore, a solid battery using an inorganic solid electrolyte instead of an organic liquid electrolyte has been proposed. For example, there has been proposed a technique related to a solid battery including a laminate having a positive electrode layer, a negative electrode layer, and a solid electrolyte layer disposed between the positive electrode layer and the negative electrode layer (see Patent Document 1).
バイポーラ電極板を用いた固体電池においても、バイポーラ電極板間に固体電解質層が積層された構成がとられる。 A solid battery using bipolar electrode plates also has a structure in which a solid electrolyte layer is laminated between bipolar electrode plates.
特許文献1に記載された固体電池は、各電極層の間に加圧成型されたシート状の固体電解質層が配置される。シート状の固体電解質層は強度を要するため、数十μm程度の厚みが必要となる。このため、固体電解質の積層占積率が高くなる点、及び電極間の距離増大により抵抗率が増大する点から改善の余地があった。
In the solid battery described in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、固体電解質の積層占積率を低減でき、かつ抵抗率を低減できる、バイポーラ電極板を備える固体電池を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a solid battery having a bipolar electrode plate that can reduce the lamination space factor of a solid electrolyte and reduce the resistivity.
(1) 本発明は、正極板と、1つ又は複数のバイポーラ電極板と、負極板とを積層させてなる積層体を含む固体電池であり、前記バイポーラ電極板の積層面には、固体電解質層が形成される、固体電池に関する。 (1) The present invention relates to a solid battery including a laminate obtained by laminating a positive electrode plate, one or more bipolar electrode plates, and a negative electrode plate, and a solid electrolyte is provided on the laminated surface of the bipolar electrode plate. It relates to a solid state battery in which layers are formed.
(1)の発明によれば、固体電解質の積層占積率を低減でき、かつ抵抗率を低減できる、バイポーラ電極板を備える固体電池を提供できる。 According to the invention of (1), it is possible to provide a solid battery including a bipolar electrode plate that can reduce the lamination space factor of the solid electrolyte and reduce the resistivity.
(2) 前記バイポーラ電極板の端面の少なくとも一部には、固体電解質層が形成される、(1)に記載の固体電池。 (2) The solid battery according to (1), wherein a solid electrolyte layer is formed on at least part of the end surface of the bipolar electrode plate.
(2)の発明によれば、バイポーラ電極板の端面同士の絶縁を確保できる。 According to the invention of (2), the insulation between the end surfaces of the bipolar electrode plates can be ensured.
(3) 前記バイポーラ電極板は複数のバイポーラ電極板であり、前記バイポーラ電極板の端面には、固体電解質層が形成される凹部と、固体電解質層が形成されない凸部と、が形成され、隣接する前記バイポーラ電極板間において、前記凹部と前記凸部とは互い違いに配置される、(1)又は(2)に記載の固体電池。 (3) The bipolar electrode plate is a plurality of bipolar electrode plates, and concave portions in which the solid electrolyte layer is formed and convex portions in which the solid electrolyte layer is not formed are formed on the end faces of the bipolar electrode plates. The solid-state battery according to (1) or (2), wherein the concave portions and the convex portions are alternately arranged between the bipolar electrode plates.
(3)の発明によれば、シート状の固体電解質層に代えて、電極板上に薄い固体電解質層を形成した場合においても、電極板間の絶縁を確保できる。 According to the invention of (3), even when a thin solid electrolyte layer is formed on the electrode plate instead of the sheet-like solid electrolyte layer, insulation between the electrode plates can be ensured.
(4) 前記正極板又は前記負極板に隣接して配置される前記バイポーラ電極板において、前記凹部は、前記正極板又は前記負極板から延出する電極タブに対応する位置に配置され、かつ前記電極タブの幅よりも広い、(3)に記載の固体電池。 (4) In the bipolar electrode plate arranged adjacent to the positive electrode plate or the negative electrode plate, the concave portion is arranged at a position corresponding to an electrode tab extending from the positive electrode plate or the negative electrode plate, and The solid-state battery according to (3), which is wider than the width of the electrode tabs.
(4)の発明によれば、バイポーラ電極板の端面と、正極板又は前記負極板から延出する電極タブとの間の絶縁を確保できると共に、正極板及び負極板上に固体電解質層を形成せずに積層体を構成できるため、固体電池の製造工程を簡略化できる。 According to the invention of (4), the insulation between the end face of the bipolar electrode plate and the electrode tab extending from the positive electrode plate or the negative electrode plate can be ensured, and the solid electrolyte layer is formed on the positive electrode plate and the negative electrode plate. Since the laminated body can be formed without the need for the solid-state battery, the manufacturing process of the solid-state battery can be simplified.
(5) 前記正極板及び前記負極板の積層面には、固体電解質層が形成される、(1)~(4)のいずれかに記載の固体電池。 (5) The solid battery according to any one of (1) to (4), wherein a solid electrolyte layer is formed on the laminated surfaces of the positive electrode plate and the negative electrode plate.
(5)の発明によれば、正極板及び負極板と、バイポーラ電極板の端面との間の絶縁を確保できる積層体を構成できる。 According to the invention of (5), it is possible to construct a laminate that can ensure insulation between the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the end face of the bipolar electrode plate.
(6) 前記バイポーラ電極板は複数のバイポーラ電極板であり、隣接して配置される前記バイポーラ電極板の形状は、互いに鏡像関係にある、(1)~(5)のいずれかに記載の固体電池。 (6) The solid state according to any one of (1) to (5), wherein the bipolar electrode plate is a plurality of bipolar electrode plates, and the shapes of the bipolar electrode plates arranged adjacent to each other are mirror images of each other. battery.
(6)の発明によれば、バイポーラ電極板の形状を、バイポーラ電極板の端面同士の絶縁の確保に適した形状とすることができる。 According to the invention of (6), the shape of the bipolar electrode plate can be made suitable for ensuring insulation between the end surfaces of the bipolar electrode plate.
(7) また、本発明は、バイポーラ電極板の製造工程を含む固体電池の製造方法であって、前記バイポーラ電極板の製造工程は、集電板の一方の面に正極材を塗工し、他方の面に負極材を塗工する極材塗工工程と、電極材が塗工された前記集電板の一部に孔部を形成する穴あけ工程と、電極材が塗工された前記集電板に固体電解質を塗工する固体電解質塗工工程と、電極材が塗工された前記集電板を、前記孔部を含む切断線で切断することで、前記集電板の端縁に凹部が形成されるように前記集電板を切断する切断工程と、をこの順に備える、固体電池の製造方法に関する。 (7) The present invention also provides a method for manufacturing a solid-state battery including a step of manufacturing a bipolar electrode plate, wherein the manufacturing step of the bipolar electrode plate comprises coating one surface of a current collector plate with a positive electrode material, an electrode material coating step of coating the other surface with a negative electrode material; a hole drilling step of forming holes in a portion of the current collector coated with the electrode material; and the collector coated with the electrode material. A solid electrolyte coating step of coating a current plate with a solid electrolyte, and cutting the current collector plate coated with the electrode material along a cutting line including the hole, thereby and a cutting step of cutting the current collector plate so as to form a recess, in this order.
(7)の発明によれば、端面の少なくとも一部に固体電解質層が形成されるバイポーラ電極板を効率よく製造でき、固体電池の製造コストを低減できる。 According to the invention of (7), a bipolar electrode plate having a solid electrolyte layer formed on at least a part of the end face can be efficiently manufactured, and the manufacturing cost of the solid battery can be reduced.
(8) 前記バイポーラ電極板の製造工程において、前記穴あけ工程は、隣接する一列の前記孔部同士が互い違いになるように、前記孔部を形成する工程であり、互いに鏡像関係にある2種類の形状の前記バイポーラ電極板が製造される、(7)に記載の固体電池の製造方法。 (8) In the manufacturing process of the bipolar electrode plate, the drilling step is a step of forming the holes so that adjacent rows of the holes are staggered. The method for producing a solid state battery according to (7), wherein the shaped bipolar electrode plate is produced.
(8)の発明によれば、互いに鏡像関係にある2種類の形状の前記バイポーラ電極板を1枚のシート状集電板から製造できるため、固体電池の製造コストを低減できる。 According to the invention of (8), since the bipolar electrode plates having two different shapes which are mirror images of each other can be manufactured from one sheet-like collector plate, the manufacturing cost of the solid-state battery can be reduced.
《第1実施形態》
<固体電池>
本実施形態に係る固体電池は、正極板と、バイポーラ電極板と、負極板とを積層させてなる積層体を含む。積層体は外装体に収容され、正極板及び負極板は、それぞれ正極及び負極に対して電気的に接続される。
<<1st Embodiment>>
<Solid battery>
A solid battery according to this embodiment includes a laminate formed by laminating a positive electrode plate, a bipolar electrode plate, and a negative electrode plate. The laminate is housed in an exterior body, and the positive electrode plate and the negative electrode plate are electrically connected to the positive electrode and the negative electrode, respectively.
[積層体]
本実施形態に係る積層体1は、図1及び図2A~図2Dに示すように、積層両端部に正極板20と、負極板30とが配置され、正極板20と負極板30との間に、2種類のバイポーラ電極板50a及び50bが交互に積層された構成を有する。
[Laminate]
As shown in FIGS. 1 and 2A to 2D, the
(正極板)
正極板20は、図2A~図2Dに示すように、正極集電板21と、正極集電板21上に形成された正極活物質を含む正極活物質層22と、正極活物質層22上に形成された固体電解質を含む固体電解質層40と、正極集電板21が延出して形成される正極タブ211と、を有する。
(Positive plate)
As shown in FIGS. 2A to 2D, the
正極集電板21は、特に限定されるものではなく、固体電池の正極に用いうる公知の集電物質により構成される。例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、ニッケル、鉄、チタン等により構成される。
The positive electrode
正極活物質層22を構成する正極活物質としては、特に限定されず、リチウムイオン等の電荷移動媒体を吸蔵及び放出することができる公知の材料を適宜選択して用いることができる。例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、異種元素置換Li-Mnスピネル、リン酸金属リチウム、硫化リチウム、硫黄等が挙げられる。具体的には、LiCoO2、Li(Ni5/10Co2/10Mn3/10)O2、Li(Ni6/10Co2/10Mn2/10)O2、Li(Ni8/10Co1/10Mn1/10)O2、Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2、Li(Ni1/6Co4/6Mn1/6)O2、Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2、LiCoO4、LiMn2O4、LiNiO2、LiFePO4等が挙げられる。正極活物質層22には、正極活物質以外に、任意に、導電助剤や結着剤等が含まれていてもよい。
The positive electrode active material forming the positive electrode
(負極板)
負極板30は、図2A~図2Dに示すように、負極集電板31と、負極集電板上に形成された負極活物質を含む負極活物質層32と、負極活物質層32上に形成された固体電解質を含む固体電解質層40と、負極集電板31が延出して形成される負極タブ311と、を有する。
(negative plate)
As shown in FIGS. 2A to 2D, the
負極活物質層32を構成する負極活物質としては、特に限定されず、リチウムイオン等の電荷移動媒体を吸蔵及び放出することができる公知の材料を適宜選択して用いることができる。例えば、チタン酸リチウム等のリチウム遷移金属酸化物、TiO2、Nb2O3及びWO3等の遷移金属酸化物、Si、SiO、金属硫化物、金属窒化物、並びに人工黒鉛、天然黒鉛、グラファイト、ソフトカーボン及びハードカーボン等の炭素材料、並びに金属リチウム、金属インジウム及びリチウム合金等が挙げられる。負極活物質層32には、負極活物質以外に、任意に、導電助剤や結着剤等が含まれていてもよい。
The negative electrode active material forming the negative electrode
(バイポーラ電極板)
バイポーラ電極板50a及び50bは、図2A~図2Dに示すように、集電板51の一方の面に分極性電極の正極となる正極活物質層22が形成され、他方の面に分極性電極の負極となる負極活物質層32が形成されてなる電極板である。正極活物質層22及び負極活物質層32の構成は上記と同様の構成を採用できる。正極活物質層22上及び負極活物質層32上には固体電解質を含む固体電解質層40が形成される。集電板51としては、特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼箔等が挙げられる。
(bipolar electrode plate)
As shown in FIGS. 2A to 2D, the
固体電解質層40は、正極板20、負極板30、並びにバイポーラ電極板50a及び50bの正極活物質層22及び負極活物質層32上に形成される数μm程度の厚みを有する層であり、固体又はゲル状の電解質である固体電解質材料を少なくとも含む層である。上記固体電解質材料を介して、正極活物質及び負極活物質の間の電荷移動を行うことができる。固体電解質層40に含まれる固体電解質材料としては、特に限定されないが、例えば、硫化物固体電解質材料、酸化物固体電解質材料、窒化物固体電解質材料、ハロゲン化物固体電解質材料等を用いることができる。
The
正極活物質層22及び負極活物質層32上に固体電解質層40が形成されることで、固体電解質層40の厚みを数μm程度とすることができるため、固体電解質の積層占積率を低減でき、かつ抵抗率を低減できる。また、以下に説明するバイポーラ電極の構成により、本実施形態に係る固体電池は薄層の固体電解質層を有しながら、電極間の絶縁を確保でき、更に製造工程や構造を簡略化できる利点を有する。
By forming the
バイポーラ電極板50a及び50bの構成を、それぞれ図3、図4に示す。図3、図4は、正極活物質層22が形成された積層面側から、それぞれバイポーラ電極板50a及び50bを視た図である。バイポーラ電極板50a及び50bの形状は、端面に凸部51a及び凹部52aが交互に形成された、互いに鏡像関係にある形状である。凸部51a端面には、固体電解質層40は形成されず、凹部52a端面には、固体電解質層40が形成される。積層体1においてバイポーラ電極板50a及び50bは、図2A~図2Dに示すように交互に積層される。バイポーラ電極板50a及び50bの積層数は、特に限定されず、バイポーラ電極板50a及び50bが交互に積層されていればよい。バイポーラ電極板を単に積層する場合、端面同士の絶縁の確保が問題となるが、上記構成を有するバイポーラ電極板50a及び50bが交互に積層されることにより、バイポーラ電極板50aと50bとの間の絶縁を確保できる。
The configurations of the
バイポーラ電極板50a及び50bの凸部51a及び凹部52aは、図1に示すように、積層方向から視て互い違いになるように配置されている。また、凹部52aの幅は、凸部51aよりも広い。これにより、図1、図2A、及び図2Dに示すように、バイポーラ電極板50a及び50bの凸部51a同士の間に、積層方向から視て絶縁距離L1aを確保でき、積層断面から視て絶縁距離L1bを確保できる。凹部52aの幅は、特に限定されないが、例えば正極タブ211、負極タブ311の幅T1よりも広くすることができ、凸部51aの幅は、例えば幅T1よりも狭くすることができる。
As shown in FIG. 1, the
バイポーラ電極板50a及び50bの端面には、凸部51a又は凹部52aが形成される。これにより、凹部52aと、正極板20及び負極板30の端面との間は絶縁が確保される。また、図2A、図2C、及び図2Dに示すように、正極板20及び負極板30における正極タブ211及び負極タブ311が配置されない端面と、凸部51aとの間には、積層断面から視て絶縁距離L2a及びL2bを確保できる。絶縁距離L2aは、凸部51aを、正極板20及び負極板30の端面よりも外周側に配置することにより確保される。
本実施形態において、正極板20及び負極板30に隣接してバイポーラ電極板50aが設けられる。正極タブ211及び負極タブ311には、図2A及び図2Cに示すように、積層面に、タブ延出方向に一定の長さを有する固体電解質層40が形成される。これにより、図1に示すように、正極タブ211及び負極タブ311と、バイポーラ電極板50aの凸部51aとの間に、積層方向から視て絶縁距離L3aを確保できる。更に、図2Aに示すように、正極タブ211と、バイポーラ電極板50bの凸部51aとの間に、積層断面から視て絶縁距離L3bを確保できる。同様に、図2Cに示すように、負極タブ311と、バイポーラ電極板50aの凸部51aとの間に、積層断面から視て絶縁距離L3cを確保できる。
In this embodiment, a
<固体電池の製造方法>
本実施形態に係る固体電池の製造方法は、図12に示すように、正極板製造工程S1と、バイポーラ電極板製造工程S2と、負極板製造工程S3と、積層工程S4と、加圧工程S5と、を有する。
<Method for manufacturing solid-state battery>
As shown in FIG. 12, the solid-state battery manufacturing method according to the present embodiment includes a positive electrode plate manufacturing step S1, a bipolar electrode plate manufacturing step S2, a negative electrode plate manufacturing step S3, a stacking step S4, and a pressurizing step S5. and have
正極板製造工程S1は、図12に示すように、極材塗工工程S11と、乾燥工程S12と、固体電解質塗工工程S13と、乾燥工程S14と、切断工程15と、をこの順に有する。 As shown in FIG. 12, the positive electrode plate manufacturing process S1 includes an electrode material coating process S11, a drying process S12, a solid electrolyte coating process S13, a drying process S14, and a cutting process 15 in this order.
極材塗工工程S11は、図10に示すように、シート状の正極集電板21の両面に正極活物質層22を形成する工程である。正極活物質層22を形成する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、正極活物質を含む正極合材を調製し、正極合材を正極集電体上に塗布する方法が挙げられる。塗布する方法についても特に限定されるものではなく、例えば、ドクターブレード法、スプレー塗布、スクリーン印刷等が挙げられる。乾燥工程S12は塗布された正極合材を乾燥させる工程であり、乾燥方法としては特に限定されない。
The electrode material coating step S11 is, as shown in FIG. 10, a step of forming the positive electrode active material layers 22 on both sides of the sheet-like positive electrode
固体電解質塗工工程S13は、図10に示すように、両面に正極活物質層22が形成されたシート状の正極集電板21の両面に固体電解質層40を形成する工程である。固体電解質層40を形成する方法は特に限定されず、極材塗工工程S11と同様、ドクターブレード法、スプレー塗布、スクリーン印刷等により固体電解質を塗工する方法が挙げられる。乾燥工程S14は塗布された固体電解質層40を乾燥させる工程であり、乾燥方法としては特に限定されない。
The solid electrolyte coating step S13 is, as shown in FIG. 10, a step of forming the solid electrolyte layers 40 on both sides of the sheet-like positive
切断工程S15は、シート状の正極集電板21を所定の大きさに切断することで、正極タブ211を形成する工程である。
The cutting step S15 is a step of forming the
バイポーラ電極板製造工程S2は、図12に示すように、極材塗工工程S21と、乾燥工程S22と、穴あけ工程S23と、固体電解質塗工工程S24と、乾燥工程S25と、切断工程26と、をこの順に有する。 As shown in FIG. 12, the bipolar electrode plate manufacturing process S2 includes an electrode material coating process S21, a drying process S22, a drilling process S23, a solid electrolyte coating process S24, a drying process S25, and a cutting process 26. , in that order.
極材塗工工程S21は、図9に示すように、シート状の集電板51の一方の面に正極活物質層22を形成し、他方の面に負極活物質層32を形成する工程である。具体的な方法としては、極材塗工工程S11及び極材塗工工程S31と同様の工程を採用できる。乾燥工程S22は塗布された正極合材及び負極合材を乾燥させる工程であり、乾燥方法としては特に限定されない。
In the electrode material coating step S21, as shown in FIG. 9, a positive electrode
穴あけ工程S23は、両面にそれぞれ正極活物質層22及び負極活物質層32が形成されたシート状の集電板51に孔部を形成する工程である。孔部を形成する方法としては特に限定されず、パンチング金型により穴あけ加工を行う方法、レーザー処理による方法等、従来公知の方法を用いることができる。穴あけ工程S23は、図9に示すように、隣接する一列の孔部同士が互い違いになるように、孔部を形成する工程であることが好ましい。これにより、1枚のシート状の集電板51から、鏡像関係にある2種類の形状を有するバイポーラ電極板50a及び50bを製造することができる。
The hole making step S23 is a step of forming holes in the sheet-like
固体電解質塗工工程S24は、図9に示すように、両面にそれぞれ正極活物質層22及び負極活物質層32が形成され、孔部が形成されたシート状の集電板51の両面に固体電解質層40を形成する工程である。固体電解質層40を形成する方法は特に限定されず、極材塗工工程S11等と同様、ドクターブレード法、スプレー塗布、スクリーン印刷等により固体電解質を塗工する方法が挙げられる。孔部が形成された集電板51に対し、固体電解質を塗工することで、孔部の端面に固体電解質が回り込み、孔部の端面に対しても固体電解質層40を形成できる。乾燥工程S25は塗布された固体電解質層40を乾燥させる工程であり、乾燥方法としては特に限定されない。
In the solid electrolyte coating step S24, as shown in FIG. 9, a positive electrode
切断工程S26は、シート状の集電板51を、穴あけ工程S23により形成された孔部を含む切断線で切断することで、端面に凸部51a及び凹部52aが形成されたバイポーラ電極板50a及び50bを形成する工程である。
In the cutting step S26, the sheet-like
上記工程を有するバイポーラ電極板製造工程S2によれば、端面に凸部51a及び凹部52aが形成され、凹部52aの端面に固体電解質層40が形成されたバイポーラ電極板50a及び50bを製造することができる。即ち、シート状の集電板51を切断する前に、孔部の端面に固体電解質を塗工して端面の少なくとも一部に固体電解質層40が形成されたバイポーラ電極板50a及び50bを製造することができるため、バイポーラ電極板50a及び50bの生産効率の観点から好ましい。
According to the bipolar electrode plate manufacturing step S2 including the above steps, the
負極板製造工程S3は、図12に示すように、極材塗工工程S31と、乾燥工程S32と、固体電解質塗工工程S33と、乾燥工程S34と、切断工程35と、をこの順に有する。負極板製造工程S3は、極材塗工工程S31においてシート状の負極集電板31の両面に負極活物質層32を形成する工程であること以外は、正極板製造工程S1と同様の工程である。
As shown in FIG. 12, the negative electrode plate manufacturing process S3 includes, in this order, an electrode material coating process S31, a drying process S32, a solid electrolyte coating process S33, a drying process S34, and a cutting process . The negative electrode plate manufacturing step S3 is the same as the positive electrode plate manufacturing step S1 except that the negative electrode active material layers 32 are formed on both sides of the sheet-like negative electrode
積層工程S4は、正極板製造工程S1により製造された正極板20と、バイポーラ電極板製造工程S2により製造されたバイポーラ電極板50a及び50bと、負極板製造工程S3により製造された負極板30とを積層する工程である。積層工程S4において、バイポーラ電極板50a及び50bは交互に積層され、積層両端部に正極板20及び負極板30が配置される。
In the stacking step S4, the
加圧工程S5は、積層された正極板20、バイポーラ電極板50a及び50b、並びに負極板30をプレス機等で挟んで加圧することで一体化させる工程である。
The pressing step S5 is a step of sandwiching and pressurizing the laminated
以下、本発明の他の実施形態について説明する。上記で説明した構成と同様の構成については、説明を省略する場合がある。 Other embodiments of the present invention will be described below. Descriptions of configurations similar to those described above may be omitted.
《第2実施形態》
[積層体]
図5は、第2実施形態に係る固体電池の積層体1aの概要を示す図である。積層体1aは、図5及び図6A~図6Dに示すように、積層両端部に正極板20aと、負極板30aとが配置され、正極板20aと負極板30aとの間に、2種類のバイポーラ電極板50c及び50dが交互に積層された構成を有する。
<<Second embodiment>>
[Laminate]
FIG. 5 is a diagram showing an outline of a
本実施形態において、図6A~図6Dに示すように、正極板20a及び負極板30aの積層面には固体電解質層40が形成されない。従って、正極タブ211及び負極タブ311の表面にも固体電解質層は形成されていない。このため、積層体1aの製造工程を簡略化できる。一方で、積層体1aにおいては、正極タブ211及び負極タブ311と、隣接するバイポーラ電極板との間の絶縁を確保する必要がある。
In this embodiment, as shown in FIGS. 6A to 6D, the
バイポーラ電極板50c及び50dの構成を、それぞれ図7、図8に示す。図7、図8は、正極活物質層22が形成された積層面側から、それぞれバイポーラ電極板50c及び50dを視た図である。バイポーラ電極板50c及び50dの形状は、端面に凸部51b及び凹部52bが交互に形成された、互いに鏡像関係にある形状である。凸部51bには、固体電解質層40は形成されず、凹部52bには、固体電解質層40が形成される。積層体1aにおいてバイポーラ電極板50c及び50dは、図6A~図6Dに示すように交互に積層される。
The configurations of the
本実施形態において、正極板20aに隣接して配置されるバイポーラ電極板は、バイポーラ電極板50cであり、負極板30aに隣接して配置されるバイポーラ電極板は、バイポーラ電極板50dである。このため、本実施形態におけるバイポーラ電極板の積層数は偶数である。
In this embodiment, the bipolar electrode plate arranged adjacent to the
バイポーラ電極板50cの端面に形成される凹部52bは、図5及び図7に示すように、幅T1を有する正極タブ211に対応する位置に配置される。同様に、バイポーラ電極板50dの端面に形成される凹部52bは、図5及び図7に示すように、幅T1を有する負極タブ311に対応する位置に配置される。凹部52bは、正極タブ211及び負極タブ311の幅よりも広い凹部であり、端面に固体電解質層40が形成される。これにより、正極タブ211と隣接するバイポーラ電極板50cとの間の絶縁、及び負極タブ311と隣接するバイポーラ電極板50dとの間の絶縁を確保できる。
A
図5、図6A、及び図6Dに示すように、バイポーラ電極板50c及び50dの凸部51a同士の間に、積層方向から視て絶縁距離L1cを確保でき、積層断面から視て絶縁距離L1bを確保できる。
As shown in FIGS. 5, 6A, and 6D, an insulation distance L1c can be secured between the
図5A、及び図5Dに示すように、正極板20及び負極板30における正極タブ211及び負極タブ311が配置されない端面と、凸部51aとの間には、積層断面から視て絶縁距離L2a及びL2bを確保できる。 As shown in FIGS. 5A and 5D , an insulation distance L2a and an insulation distance L2a and a L2b can be secured.
図5に示すように、正極タブ211と、バイポーラ電極板50cの凸部51aとの間に、積層方向から視て絶縁距離L3dを確保できる。負極タブ311と、バイポーラ電極板50dの凸部51aと、についても同様である。更に、図6Aに示すように、正極タブ211と、バイポーラ電極板50dの凸部51aとの間に、積層断面から視て絶縁距離L3bを確保できる。同様に、図6Cに示すように、負極タブ311と、バイポーラ電極板50cの凸部51aとの間に、積層断面から視て絶縁距離L3cを確保できる。即ち、正極板20a及び負極板30aと隣接するバイポーラ電極板の正極タブ211及び負極タブ311に対応する位置には、端面に固体電解質層40が形成された凹部52bが設けられている。これにより、正極板20a及び負極板30aが固体電解質層40を有していなくても、各バイポーラ電極板の凸部51aとの間に絶縁距離L3b、L3c、及びL3dを確保できる。
As shown in FIG. 5, an insulation distance L3d can be secured between the
<固体電池の製造方法>
本実施形態に係る固体電池の製造方法は、図13に示すように、正極板製造工程S1aと、バイポーラ電極板製造工程S2aと、負極板製造工程S3aと、積層工程S4と、加圧工程S5と、を有する。
<Method for manufacturing solid-state battery>
As shown in FIG. 13, the solid-state battery manufacturing method according to the present embodiment comprises a positive electrode plate manufacturing step S1a, a bipolar electrode plate manufacturing step S2a, a negative electrode plate manufacturing step S3a, a stacking step S4, and a pressurizing step S5. and have
正極板製造工程S1a及び負極板製造工程S3aは、固体電解質塗工工程S13及びS33と、乾燥工程S14及びS34と、を有していないこと以外は、正極板製造工程S1及び負極板製造工程S3と同様の工程である。 The positive electrode plate manufacturing step S1a and the negative electrode plate manufacturing step S3a are similar to the positive electrode plate manufacturing step S1 and the negative electrode plate manufacturing step S3 except that they do not include the solid electrolyte coating steps S13 and S33 and the drying steps S14 and S34. It is the same process as
バイポーラ電極板製造工程S2aは、図13に示すように、極材塗工工程S21と、乾燥工程S22と、穴あけ工程S23aと、固体電解質塗工工程S24と、乾燥工程S25と、切断工程26と、をこの順に有する。バイポーラ電極板製造工程S2aの各工程は、穴あけ工程S23aが異なる点以外はバイポーラ電極板製造工程S2と同様の工程である。 The bipolar electrode plate manufacturing step S2a includes, as shown in FIG. , in that order. Each step of the bipolar electrode plate manufacturing step S2a is the same as the bipolar electrode plate manufacturing step S2 except that the hole drilling step S23a is different.
穴あけ工程S23aは、図11に示すように、両面にそれぞれ正極活物質層22及び負極活物質層32が形成されたシート状の集電板51に孔部を形成する工程である。孔部を形成する方法としては、第1実施形態と同様の方法を採用できる。穴あけ工程S23aは、穴あけ工程S23と同様に、図11に示すように、隣接する一列の孔部同士が互い違いになるように、孔部を形成する工程であることが好ましい。これにより、1枚のシート状の集電板51から、鏡像関係にある2種類の形状を有するバイポーラ電極板50c及び50dを製造することができる。
As shown in FIG. 11, the hole making step S23a is a step of forming holes in the sheet-like
穴あけ工程S23aは、1枚のシート状の集電板51から、シートの流れ方向に沿って2列のバイポーラ電極板を製造できるように、集電板51に孔部を形成する。2列のバイポーラ電極板は、隣り合うバイポーラ電極板同士が互いに鏡像関係にある形状となるように製造される。
In the perforating step S23a, holes are formed in the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、適宜変更を加えたものも本発明の範囲に含まれる。第1実施形態の固体電池の製造方法に係る、バイポーラ電極板製造工程S2の穴あけ工程S23を、図9を用いて説明し、第2実施形態の固体電池の製造方法に係る、バイポーラ電極板製造工程S2aの穴あけ工程S23aを、図11を用いて説明した。上記に限定されない。図9に示す穴あけ工程、及び図11に示す穴あけ工程は、それぞれ穴あけ工程S23、穴あけ工程S23aのいずれにも適用できる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of the present invention includes those with appropriate modifications. The drilling step S23 of the bipolar electrode plate manufacturing step S2 according to the solid-state battery manufacturing method of the first embodiment will be described with reference to FIG. The drilling step S23a of the step S2a has been described with reference to FIG. Not limited to the above. The drilling process shown in FIG. 9 and the drilling process shown in FIG. 11 can be applied to both the drilling process S23 and the drilling process S23a, respectively.
1、1a、1b 積層体
20、20a、20b 正極板
211 正極タブ(電極タブ)
30、30a、30b 負極板
311 負極タブ(電極タブ)
40 固体電解質層
50a、50b、50c、50d バイポーラ電極板
51a、51b 凸部
52a、52b 凹部
1, 1a,
30, 30a, 30b
40
Claims (8)
前記バイポーラ電極板の積層面には、固体電解質層が形成される、固体電池。 A solid battery comprising a laminate obtained by laminating a positive electrode plate, one or more bipolar electrode plates, and a negative electrode plate,
A solid battery, wherein a solid electrolyte layer is formed on the laminated surface of the bipolar electrode plate.
前記バイポーラ電極板の端面には、固体電解質層が形成される凹部と、固体電解質層が形成されない凸部と、が形成され、
隣接する前記バイポーラ電極板間において、前記凹部と前記凸部とは互い違いに配置される、請求項1又は2に記載の固体電池。 The bipolar electrode plate is a plurality of bipolar electrode plates,
An end face of the bipolar electrode plate is formed with a concave portion in which a solid electrolyte layer is formed and a convex portion in which a solid electrolyte layer is not formed,
3. The solid-state battery according to claim 1, wherein said concave portions and said convex portions are alternately arranged between said adjacent bipolar electrode plates.
前記バイポーラ電極板の製造工程は、
集電板の一方の面に正極材を塗工し、他方の面に負極材を塗工する極材塗工工程と、
電極材が塗工された前記集電板の一部に孔部を形成する穴あけ工程と、
電極材が塗工された前記集電板に固体電解質を塗工する固体電解質塗工工程と、
電極材が塗工された前記集電板を、前記孔部を含む切断線で切断することで、前記集電板の端縁に凹部が形成されるように前記集電板を切断する切断工程と、をこの順に備える、固体電池の製造方法。 A method for manufacturing a solid-state battery, including a step of manufacturing a bipolar electrode plate,
The manufacturing process of the bipolar electrode plate includes:
an electrode material coating step of coating one surface of the current collector with a positive electrode material and coating the other surface with a negative electrode material;
a drilling step of forming a hole in a part of the current collector coated with the electrode material;
a solid electrolyte coating step of coating a solid electrolyte on the current collector coated with the electrode material;
A cutting step of cutting the current collector plate coated with the electrode material along a cutting line including the hole, thereby cutting the current collector plate so as to form a recess in the edge of the current collector plate. and , in this order.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021087701A JP2022180935A (en) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | Solid-state battery and manufacturing method of solid-state battery |
US17/664,223 US20220384802A1 (en) | 2021-05-25 | 2022-05-20 | Solid-state battery and method of manufacturing solid-state battery |
CN202210564993.XA CN115395070A (en) | 2021-05-25 | 2022-05-23 | Solid-state battery and method for manufacturing solid-state battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021087701A JP2022180935A (en) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | Solid-state battery and manufacturing method of solid-state battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022180935A true JP2022180935A (en) | 2022-12-07 |
Family
ID=84115695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021087701A Pending JP2022180935A (en) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | Solid-state battery and manufacturing method of solid-state battery |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220384802A1 (en) |
JP (1) | JP2022180935A (en) |
CN (1) | CN115395070A (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012089421A (en) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method for manufacturing nonaqueous electrolyte battery, and nonaqueous electrolyte battery |
KR101577881B1 (en) * | 2011-05-27 | 2015-12-15 | 도요타 지도샤(주) | Bipolar all-solid-state battery |
-
2021
- 2021-05-25 JP JP2021087701A patent/JP2022180935A/en active Pending
-
2022
- 2022-05-20 US US17/664,223 patent/US20220384802A1/en active Pending
- 2022-05-23 CN CN202210564993.XA patent/CN115395070A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115395070A (en) | 2022-11-25 |
US20220384802A1 (en) | 2022-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6027136B2 (en) | Electrode assembly manufacturing method and electrode assembly manufactured using the same | |
WO2016006420A1 (en) | Method of manufacturing power storage device and method of manufacturing electrode | |
JP2014179217A (en) | Method for manufacturing secondary battery, and secondary battery | |
JP2008053125A (en) | Fully solid electric storage element | |
US11522227B2 (en) | Secondary battery and comb-type electrode | |
JP7046185B2 (en) | Positive electrode for solid-state battery, method for manufacturing positive electrode for solid-state battery, and solid-state battery | |
US20210020895A1 (en) | Secondary battery and manufacturing method thereof | |
JP7061588B2 (en) | Manufacturing method of all-solid-state battery and all-solid-state battery | |
JP7253399B2 (en) | secondary battery | |
WO2020111166A1 (en) | All-solid battery | |
JP2022180935A (en) | Solid-state battery and manufacturing method of solid-state battery | |
US11652242B2 (en) | Solid-state battery electrolyte layers | |
JP5429304B2 (en) | Solid battery module | |
JP7238757B2 (en) | All-solid battery | |
JP2022180893A (en) | Solid-state battery and manufacturing method of solid-state battery | |
JP2018060699A (en) | Manufacturing method for laminated secondary battery | |
JPH09320636A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
WO2022176542A1 (en) | Unit solid-state battery and method for producing unit solid-state battery | |
KR102083296B1 (en) | Method of Preparing Battery Cell Comprising Electrode Having Hole | |
US20230207980A1 (en) | Battery | |
KR102403673B1 (en) | Electrode assembly, secondary battery and manufacturing method of electrode assembly | |
KR20240056050A (en) | Electrode assembly, method for manufacturing thereof, and electrochemical device comprising the same | |
CN116365179A (en) | Battery cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231128 |